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一小轿车从高为10m、倾角为37°的斜坡顶端从静止开始向下行驶,当小轿车到达底端...

一小轿车从高为10m、倾角为37°的斜坡顶端从静止开始向下行驶,当小轿车到达底端时进入一水平面,在斜坡底端115m的地方有一池塘,发动机在斜坡上产生的牵引力为2×103 N,在水平地面上调节油门后,发动机产生的牵引力为1.4×104 N,小轿车的质量为2t,小轿车与斜坡及水平地面间的动摩擦因数均为0.5(g取10m/s2).求:
(1)小轿车行驶至斜坡底端时的速度;
(2)为使小轿车在水平地面上行驶而不掉入池塘,在水平地面上加速的时间不能超过多少?(轿车在行驶过程中不采用刹车装置)

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(1)小轿车在斜坡上行驶时,受到重力、牵引力、支持力和摩擦力,根据牛顿第二定律求出加速度.小轿车在斜坡运动时初速度为零,通过的位移为x1=,再由速度-位移关系式求出小轿车行驶至斜坡底端时的速度; (2)为使小轿车在水平地面上行驶而不掉入池塘,小轿车先做加速运动,后做减速运动,当运动池塘边速度恰好为零时,加速的时间最短.根据牛顿第二定律分别求出加速和减速运动的加速度,由速度-位移关系列出这两段位移的表达式,由两位移之和等于x2=115m,求出关闭油门时轿车的速度,由速度公式求出加速的时间. 【解析】 (1)小轿车在斜坡上行驶时,由牛顿第二定律得    F1+mgsin37°-μmgcos37°=ma1 代入数据得  a1=3 m/s2    由v12=2a1x1=2a1 得行驶至斜坡底端时的速度v1=10m/s. (2)在水平地面上加速时,由牛顿第二定律得    F2-μmg=ma2 代入数据得a2=2 m/s2 关闭油门后减速μmg=ma3   代入数据得a3=5 m/s2 关闭油门时轿车的速度为v2  +=x2 得v2=20 m/s   t==5s,即在水平地面上加速的时间不能超过5s. 答:(1)小轿车行驶至斜坡底端时的速度是10 m/s;     (2)为使小轿车在水平地面上行驶而不掉入池塘,在水平地面上加速的时间不能超过5s.
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考点分析:
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(1)吊起重物重力逐渐增大时,AO段和BO段哪根绳先断?(请作图判断,不须文字说明.)
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(1)电梯在启动阶段经历了______s加速上升过程.
(2)电梯的最大加速度是多少?(g取10m/s2

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如图(a)为某同学设计的“探究加速度与物体所受合力F及质量m的关系”实验装置简图,A为小车,B为电火花计时器,C为装有砝码的小桶,D为一端带有定滑轮的长方形木板.在实验中细绳对小车拉力F等于砝码和小桶的总重力,小车运动加速度a可用纸带上的点求得.
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(1)关于该实验,下列说法中正确的是______
A.用砝码和小桶的总重力来表示F,会产生偶然误差
B.为消除摩擦力对实验的影响,可以把木板D的左端适当垫高
C.电火花计时器使用交流电源
D.砝码和小桶的总质量可以大于小车的质量
(2)在“探究加速度与质量的关系”时,保持砝码和小桶质量不变,改变小车质量m,分别测得小车的加速度a与对应的质量m数据如下表:
次数12345
小车的加速度a/1.251.000.800.500.40
小车的质量m/kg0.4000.5000.6251.0001.250
小车质量的倒数m-1/kg-12.502.001.601.000.80
利用上表数据,在坐标纸中选择合适物理量为坐标轴建立坐标系,在图(b)中作出直观反映a与m关系的图象.
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(1)在《探究求合力的方法》实验中的三个步骤如下:
①在水平放置的木板上固定一张白纸,把橡皮条的一端固定在木板上,另一端拴两根细绳套.通过细绳套同时用两个测力计互成角度地拉橡皮筋,使它与细绳套的结点到达某一位置O点,在白纸上记下O点和两细绳套的方向,读出两个测力计的示数F1和F2
②在白纸上根据F1和F2的大小和方向,应用平行四边形定则作图求出合力F.
③只用一只测力计通过细绳套拉橡皮筋,使它的伸长量与用两个测力计拉时相同,记下此时测力计的示数F'和细绳套的方向.
以上步骤中哪一个有错误或疏漏,请补充或更正错误:   
(2)以下对减小实验误差有益的做法是   
A.两细绳必须等长
B.用测力计拉细绳套时,拉力应适当大些,但不能超过量程
C.用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大
D.拉橡皮条的细绳要长些,标记同一细绳方向的两点要远些. 查看答案
试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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